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第1章 工业计测的意义和必要性1

1.1 计测的重要性1

1.2 计测与测量1

1.3 计装和计量2

习题3

第2章 工业计测系统的构成4

2.1 工业计测系统的意义4

2.2.2 过程的动态特性5

2.2.1 计测对象量的选定5

2.2 对象过程和计测上的问题5

2.2.3 计测中的主要干扰因素6

2.2.4 实现工业计测系统应注意的实际问题6

2.3 对象信息的信号变换7

2.3.1 信号变换系统的构成7

2.3.2 信号变换部分的分类8

2.3.3 当今的信号变换技术8

2.4.1 信号传送及其方式9

2.4 信号的传送9

2.4.2 信号传送实用上的注意问题11

2.5 信号显示、处理及接口12

2.5.1 信号显示与记录12

2.5.2 信号处理13

2.5.3 接口13

习题14

第3章 校准和量值传递16

3.1 精度定义和精度保证16

3.2 计测量标准、校准和量值传递16

3.3 单位和单位制17

习题18

第4章 位移、速度和振动检测19

4.1 概述19

4.2 直线位移检测和传感器20

4.2.1 差动变压器20

4.2.3 电阻丝应变片式位移传感器21

4.2.2 静电容式位移传感器21

4.2.5 气动测微计位移检测22

4.2.6 涡流传感器位移检测22

4.2.4 霍尔元件位移检测22

4.2.7 感应同步器位移检测23

4.2.8 磁栅尺位移检测23

4.2.9 光电式编码器23

4.3 角位移检测和传感器24

4.3.1 自动同步器25

4.3.2 解算器25

4.3.3 电位计25

4.3.4 旋转编码器25

4.4 线速度检测26

4.4.1 接触辊方式26

4.4.2 光束切断方式26

4.4.3 激光多普勒速度计27

4.5.2 脉冲式转速计(电磁感应式)28

4.5 转速检测和传感器28

4.5.1 发电型转速计28

4.5.3 光电脉冲式转速计29

4.5.4 旋转编码器的利用29

4.5.5 其它转速测量法29

4.6 加速度、振动检测和传感器29

4.6.1 电动式振动传感器29

4.6.2 使用压电和电致伸缩元件的传感器30

4.6.3 其他振动和加速度传感器30

习题31

第5章 长度检测32

5.1 长度检测对象和长度标准32

5.1.1 长度单位和长度标准32

5.1.2 现场使用的长度标准器32

5.2.4 利用电磁波等的反射的长度检测33

5.2.2 使用速度传感器和转速传感器的长度检测33

5.2.3 利用放射线、红外线吸收特性的长度检测33

5.2 工业用测长仪的种类33

5.2.1 使用位移传感器的长度检测33

5.2.5 其他长度检测法34

5.3 加工、装配中的尺寸检测34

5.3.1 磨削加工中的自动检测34

5.3.2 自动装配中的应用34

5.3.3 自动定位中的长度检测35

5.4 测厚仪35

5.4.3 超声波测厚仪36

5.4.1 电动测微计式厚度计36

5.4.2 高速测微计36

5.4.4 X射线测厚仪37

5.4.5 γ射线测厚仪37

5.4.6 β射线测厚仪37

5.4.7 红外线测厚仪38

5.4.8 保护膜厚度、镀层厚度检测38

5.5.2 测量辊式测长仪39

5.5.1 限位定尺式测长仪39

5.5 移动物体的尺寸检测39

5.5.3 光束切断式测长仪40

5.5.4 光电式测宽仪40

5.5.5 图像传感器摄像机的应用41

5.5.6 光电式直径检测41

5.5.7 激光多普勒式测长仪41

5.5.8 磁标记式测长仪41

习题42

5.5.9 交叉电缆距离检测系统42

第6章 形状检测43

6.1 形状检测的意义和对象43

6.2 机械加工中的形状检测43

6.2.1 基本形状检测43

6.2.2 特定形状检测44

6.2.3 表面粗糙度检测44

6.3.2 涂漆用钢板的表面粗糙度检测45

6.3.1 薄钢板凸度检测45

6.3 工业材料制造工序中的形状检测45

6.2.4 三维位置和坐标检测45

6.3.3 冷轧薄钢板轧制中的形状检测46

习题46

第7章 质量、力和重量检测47

7.1 质量和重量检测47

7.2 力的检测法和力传感器47

7.2.1 平衡式测力法47

7.2.2 利用弹性体变形测力48

7.2.4 振弦式力传感器50

7.2.3 陀螺型力传感器50

7.2.5 压电型力传感器51

7.2.6 半导体力传感器(压敏半导体)51

7.2.7 张力检测51

7.2.8 扭矩检测(传递动力的测量)52

7.3 秤的概述和现代工业用秤52

7.3.1 机械秤概述53

7.3.3 汽车衡54

7.3.2 电磁平衡秤54

7.3.4 料斗秤和液罐秤55

7.3.5 吊车秤55

7.3.6 皮带秤56

7.3.7 定值给料秤57

7.3.8 定量装袋机57

7.3.9 重量分选机57

习题58

第8章 流体压力、差压、物位、密度、粘度和浊度检测60

8.1 流体压力和差压检测60

8.1.1 膜片式压力计和差压计60

8.1.2 半导体压力计61

8.1.3 波登管式压力计62

8.1.4 过去的压力计和差压计62

8.2 物位检测62

8.2.1 利用浮力的液位检测62

8.2.4 超声波反射式液位计63

8.2.2 利用流体压力或差压的液位检测63

8.2.3 电极式液位计63

8.2.5 微波物位计64

8.2.6 γ射线透过式液位计64

8.2.7 其他新型物位计64

8.3 密度检测64

8.4 粘度检测65

8.4.1 细管粘度计65

8.3.2 振动型密度计65

8.3.1 γ射线密度计65

8.4.2 旋转粘度计66

8.4.3 振动型粘度计66

8.5 浊度计66

8.5.1 散射光透过光式浊度计66

8.5.2 表面散射光式浊度计66

习题67

9.2.1 节流式流量计68

9.2 各种流量检测法和各种流量计68

9.1 流量检测法和流量计概述68

第9章 流体流量检测和流量计68

9.2.2 叶轮式流量计70

9.2.3 涡轮流量计71

9.2.4 电磁流量计71

9.2.5 超声波流量计73

9.2.6 热线流速计和流量计74

9.2.7 旋涡流量计75

9.2.8 多普勒流速计和流量计75

9.2.9 容积流量计76

9.2.10 质量流量计77

9.2.11 面积流量计78

9.2.12 堰和水槽78

9.3 流量计校准法80

习题81

10.2.1 电阻温度计82

10.2 利用热平衡法的温度检测82

10.1 温度检测概述82

第10章 温度检测和温度计82

10.2.2 热电温度计84

10.2.3 热膨胀温度计88

10.2.4 半导体温度传感器88

10.3 利用辐射的温度测量89

10.3.1 有关辐射的物理定律89

10.3.2 辐射温度计使用的传感元件91

10.3.3 全辐射型辐射温度计92

10.3.4 窄带型辐射温度计93

10.3.5 使用光纤的辐射温度计94

10.3.6 光学高温计94

10.3.7 双色温度计95

10.3.8 特殊辐射温度计96

10.4 其他温度计96

10.5 温度计校准法97

习题98

第11章 气体和液体成份检测100

11.1 成份分析和检测100

11.2 工业分析仪和取样系统100

11.3 气体分析仪101

11.3.1 红外线分析仪101

11.3.2 热传导式气体分析仪102

11.3.3 气相色谱仪103

11.3.4 磁式测氧仪105

11.3.5 氧化锆测氧仪105

11.3.6 化学发光气体分析仪106

11.3.7 气体检测器和气体监视器107

11.4 液体成份分析108

11.4.1 pH计108

11.4.2 利用氧化还原电位法的分析110

11.4.3 离子电极110

11.4.4 电导式分析仪111

11.4.6 其他液体分析法的工业应用112

11.4.5 液相色谱仪112

11.4.7 水质污染管理用分析113

11.5 湿度计113

11.5.1 结露式露点计114

11.5.2 氯化锂露点计114

11.5.3 氧化锆湿度计114

11.5.4 热敏电阻湿度计115

11.6 光纤在分析仪中的应用115

习题115

第12章 固体材料分析和材料试验117

12.1 工业材料分析和试验现状117

12.1.1 固体材料分析的现状117

12.1.2 材料试验的现状118

12.2 在线分析和试验的实例119

12.2.1 造纸机中的定量检测119

12.2.2 造纸机中的水份控制119

12.2.3 钢铁原料生产过程中的水份检测120

12.2.4 转炉炼钢过程中碳浓度检测121

12.3 其他水份计122

习题122

第13章 无损检测123

13.1 无损检测的目的和意义123

13.2 利用射线的无损检测123

13.2.1 焊接部位的X射线无损检测124

13.2.3 工业用X射线CT125

13.2.2 利用高能射线的无损检测125

13.3 利用超声波的无损检测126

13.3.1 脉冲反射式超声波探伤的基本原理127

13.3.2 检出缺陷的评价和灵敏度标准试样128

13.3.3 新的超声波探伤技术129

13.3.4 声发射检测法130

13.4 利用电磁法的无损检测131

13.4.1 磁粉探伤法132

13.4.2 涡流探伤法132

13.5 利用浸透法的无损检测133

13.6.1 焊接钢管焊接部位的自动超声波探伤134

13.6.2 厚钢板的自动超声波探伤134

13.6 自动无损检测系统134

13.6.3 热棒材和线材的涡流探伤135

13.6.4 利用旋转型探测线圈的连续探伤135

13.6.5 保证质量用的复合检测135

13.6.6 利用轮胎探头的自动超声波探伤135

习题137

14.2 图形检测基础138

第14章 图形检测138

14.1 图形检测的意义和必要性138

14.3 图像的生成和处理技术139

14.3.1 工业电视139

14.3.2 红外线摄像机139

14.3.3 固态摄像器件140

14.3.4 其它图像检测技术140

14.4.2 ITV钢坯表面缺陷检测141

14.4.1 红外摄像机对热设备和物体温生分布的异常监视141

14.3.5 图像处理概述141

14.4 工业用图形检测实例141

14.4.3 微小物体的图形检测142

14.4.4 利用图形检测的自动分选142

14.4.5 无损检测的图像处理143

14.4.6 表面缺陷在线检测143

14.4.7 机器人用视觉传感器144

习题145

附录1 有关计测术语146

附录2 主要物理常数153

附录3 压力单位换算表153

附录4 雷诺数定义153

附录5 标准孔板流量系数、修正系数和公差154

附录6 国际实用温标定义的基准点154

附录7 国际实用温标的二次基准点155

参考文献156